国内生物基材料产业发展现状

近年来,生物基材料正逐步成为引领当代世界科技创新和经济发展的又一新的主导产业。文章综述了国内生物基材料产业的最新进展,对整个生物基材料产业市场进行了综合分析,包括生物基化学品如乳酸、1,3-丙二醇、丁二酸等,可生物降解生物基塑料如二元酸二元醇共聚酯、聚乳酸、二氧化碳共聚物、聚羟基烷酸酯、聚己内酯、热塑性生物质塑料,非生物降解生物基塑料如生物基聚酰胺、聚对苯二甲酸丙二醇酯、生物基聚氨酯,以及生物基纤维等材料的产业现状。     

生物基化学纤维发展现状与展望

在当今"绿水青山就是金山银山""保护环境、杜绝污染、构建可持续发展社会"的新时代下,发展生物基化学纤维新材料为我国环境保护和资源节约起到了积极的作用,对中国化纤工业高质量发展意义重大。本文中,笔者介绍了当前我国生物基化学纤维产业发展现状、政策背景及产业存在的问题,并对我国生物基化学纤维新材料的发展提出建议。     

生物基聚酰胺研究进展

生物基聚酰胺是指制备聚酰胺的原料来源于生物质材料,生物基聚酰胺的原料主要有生物基氨基酸、生物基内酰胺、生物基二元酸、生物基二元胺等。本文论述了不同生物基原料的来源、制备方法以及相应的生物基聚酰胺的性能;重点论述了生物基聚酰胺PA11和PA1010的原料制备方法、合成方法以及改性研究进展;对生物基聚酰胺的种类、产业化研究现状进行了总结,并对我国生物基聚酰胺的发展提出建议。     

2016生物基材料专刊序言

生物基材料,是利用谷物、豆科、秸秆、竹木粉等可再生生物质为原料制造的新型材料和化学品等,包括生物合成、生物加工、生物炼制过程获得的生物醇、有机酸、烷烃、烯烃等基础生物基化学品,也包括生物基塑料、生物基纤维、糖工程产品、生物基橡胶以及生物质热塑性加工得到塑料材料等。生物基材料由于其绿色、环境友好、资源节约等特点,正逐步成为引领当代世界科技创新和经济发展的又一个新的主导产业。本期专刊报道了生物基材料总体发展情况,介绍了生物基纤维、聚羟基烷酸酯、可生物降解地膜、生物基聚酰胺、蛋白医用生物材料、生物基聚氨酯、聚乳酸改性与加工等几个方面行业状况及其研究进展。     

生物炼制技术及其产业发展

由于过度消耗化石资源引发的石油紧缺和温室效应问题,巳逐步影响到人类社会可持续发展的宗旨,开发能替代化石能源需求的新能源日渐急迫.生物质能源是化石能源的替代能源之一,对生物质能源炼制的研究成为很多人的关注热点.生物炼制产品的工业化,是形成可持续性的生物炼制品产业经济的关键.我国政府已经把发展生物质能源作为国家发展战略的一部分,确定了具体的发展目标,制定了相应的研发计划,出台了一系列法规以促进生物质能产业的健康发展.我国生物炼制技术在生物燃料、生物柴油、生物基化学品等领域取得了明显进步.本文主要综述生物炼制技术的研究进展及其产业发展情况.     

我国生物柴油产业的回顾与展望

本文回顾了近年来我国生物柴油产业的发展历程,分析了我国生物柴油生产原料的主要来源,并就生物柴油的生产技术及相应的国内代表性企业进行了综述,最后对我国生物柴油的未来发展方向进行了展望。     

生物能源和生物基产品迎来发展新机遇

当前,全世界共同面临着日趋严峻的能源资源短缺、生态环境恶化等挑战,以术质纤维素类农林产品为主要原料生产环境友好的化工产品和绿色能源是实现可持续发展的必由之路,因此亟需加快生物能源、生物发电、生物基产品等开发培育和推广应用。     

发展生物柴油产业的挑战与对策的探讨

生物柴油是一种由可再生资源生产的优质清洁燃料,发展生物柴油不仅可以保护环境,减少温室气体排放,而且可以缓解我国石油进口的压力,推动新农村建设。但由于植物油脂价格的飙升,生物柴油产业发展面临仅生产生物柴油燃料在经济上难以立足的挑战。本文从发展生物柴油原料资源,生产技术以及生物柴油化工技术开发的现状与未来发展动态进行分析,探讨了促进我国生物柴油产业健康发展的对策。[编者按]     

欧盟生物基产业科技战略解析

生物基产品及生物质能源已经成为解决世界能源与环境危机的重要途径之一,其领域科技发展也成为全球科技前沿热点。欧盟各国作为生物经济的倡导国,在相关领域长期保持着世界领先的科技水平。通过对欧盟生物基产业科技相关战略政策的解读,展现近年来的欧盟战略政策和项目规划等布局,揭示欧盟优先发展的研究主题及开发方向。通过对欧盟生物基产业科技发展科技战略脉络的疏理和研发重点的挖掘,希望能为我国生物基产业的可持续发展和生物经济的振兴,提供有益的经验借鉴和参考意见。     

生物基聚酰胺研究进展

介绍了各类生物基高分子材料,着重综述了生物基聚酰胺的主要合成路线以及开发应用现状,并就生物基聚酰胺的发展给出了相关建议。     

盐析萃取生物基化学品的研究进展

廉价生物质的生物炼制研究主要集中在菌种和发酵方面,对下游分离研究较少。廉价生物质资源的利用导致发酵液中引入更多杂质,成分较单糖发酵更复杂,致使生物基化学品的下游分离过程成为其工业化生产亟需解决的关键问题。文中介绍了一种基于两相分配差异分离亲水性生物基化学品的盐析萃取技术及其在生物基化学品分离方面的应用,重点阐述了短链醇和盐对双水相形成的影响,并对1,3-丙二醇、2,3-丁二醇、乙偶姻、乳酸等的盐析萃取研究进展进行了总结和展望。盐析萃取技术可有效地回收发酵液中的小分子亲水性产品,同时除去大多数的杂质 (细胞和蛋白质等),在生物基化学品的分离过程中将是一种有前景的分离技术。     

微生物木糖代谢途径改造制备生物基化学品

当前,全球经济的高速发展与日益减少的石油资源储备进一步加剧了能源供需矛盾。人类对开发利用可再生的纤维素生物质资源寄予厚望。木糖是木质纤维素水解产物中含量仅次于葡萄糖的一种单糖,因此对木糖高效率生物转化的研究成为影响其工业化前景的关键因素之一。针对近几年的研究,文中综述了生物转化木糖方面的进展,包括木糖代谢途径的鉴定和设计、木糖运输途径的改造、生物基化学品制备。为了解决当前全球面临的能源危机与环境问题,运用合成生物学技术发展新一代生物燃料技术,特别是开发能够代谢木糖高产乙醇的微生物工程菌株是实现可持续发展的重要方式。     

葛藤纤维的形态和化学组成及其与产地和生长时间的相关性

对来源于浙江省不同产地及生长时间不同的葛[Pueraria lobata (Willd. ) Ohwi]藤纤维的形态指标和化学组成进行了测定,并对地理因素和生长时间与葛藤纤维的形态指标和化学组成的相关性进行了分析.测定结果显示,不同产地葛藤纤维的平均长度和平均宽度分别为3.25 mm和13.66 μm,平均长宽比为237.98,不同产地间葛藤纤维长度和长宽比差异不显著(P>0.05);不同产地葛藤纤维的水分、灰分、冷水抽出物、热水抽出物、1%氢氧化钠抽出物、有机溶剂抽出物、酸不溶木素、综纤维素及多戊糖含量分别为12.09%～13.53%、 4.72%～5.40%、 5.74%～6.13%、7.74%～10.74%、30.96%～33.26%、4.23%～4.56%、18.76%～21.40%、65.16%～69.20%和22.69%～24.01%,其中仅冷水抽出物含量在不同产地间差异不显著.随生长时间的延长,葛藤纤维的长度、宽度及长宽比逐渐增加,差异达显著水平(P<0.05);水分和灰分含量逐渐降低,各种抽出物和酸不溶木素及综纤维素含量随生长时间的延长逐渐提高,差异达显著水平(P<0.05).相关分析结果表明,葛藤纤维的形态指标与经度和纬度的相关性较小,但海拔与纤维长度和长宽比分别有极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)的正相关关系;除1%氢氧化钠抽出物与纬度存在显著的负相关关系(P<0.05)外,葛藤纤维各化学组成与经度、纬度及海拔的相关性均不显著.葛藤纤维的长度、宽度和长宽比与葛藤的生长时间均呈极显著的正相关性(P<0.01);葛藤的生长时间与水分和灰分含量分别呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)的负相关性,与多戊糖含量呈不显著的负相关性(P>0.05);各种抽出物含量及酸不溶木素和综纤维素含量与葛藤的生长时间分别具有显著或极显著的相关性.研究结果表明,生长时间适宜的葛藤纤维可开发成为优质造纸原料.     

香椿人工林和天然林木材纤维形态和化学成分比较研究

通过对香椿人工林和天然林木材纤维形态和化学成分的比较分析,揭示了香椿人工林木材纤维形态的特征及径向变化规律,以及人工林和天然林木材纤维形态和化学成分的差异。结果表明,香椿人工林的工艺成熟期为10年左右,其木材纤维长度和长宽比小于天然林,宽度大于天然林;纤维素、戊聚糖和木素含量均稍高于天然林;灰分和抽出物含量均低于天然林。香椿木材可作为林产工业纤维材料使用。     

紫胶树脂改性研究进展

本文概述了紫胶树脂的特点和应用范围,并且分析和阐述了其化学改性和物理改性的方法和原理,在化学方面,利用各种化学试剂对紫胶树脂上的羧基、羟基、醛基等活性基团进行改性;在物理方面,对紫胶树脂的成膜性质和相态进行改进。展望了紫胶树脂作为未来绿色材料的发展前景和方向。     

工程大肠杆菌生产高附加值有机酸、醇研究进展

人类正面临日益严峻的化石资源枯竭与环境恶化等问题,利用可再生的生物质资源生产高附加值平台化合物受到越来越多的关注。文中主要讨论了代谢工程大肠杆菌Escherichia coli生产各种高附加值有机酸 (琥珀酸、3-羟基丙酸、葡萄糖二酸)、醇 (甘油、木糖醇) 的最新研究进展。此外,还简述了2,5-呋喃二甲酸、天冬氨酸、谷氨酸、衣康酸、乙酰丙酸、3-羟基-γ-丁内酯、山梨糖醇等几种平台化合物的应用及生产方式,到目前为止未见使用E. coli生产这些化合物的报道。     

Platform biochemicals for a biorenewable chemical industry

The chemical industry is currently reliant on a historically inexpensive, petroleum-based carbon feedstock that generates a small collection of platform chemicals from which highly efficient chemical conversions lead to the manufacture of a large variety of chemical products. Recently, a number of factors have coalesced to provide the impetus to explore alternative renewable sources of carbon. Here we discuss the potential impact on the chemical industry of shifting from non-renewable carbon sources to renewable carbon sources. This change to the manufacture of chemicals from biological carbon sources will provide an opportunity for the biological research community to contribute fundamental knowledge concerning carbon metabolism and its regulation. We discuss whether fundamental biological research into metabolic processes at a holistic level, made possible by completed genome sequences and integrated with detailed structural understanding of biocatalysts, can change the chemical industry from being dependent on fossil-carbon feedstocks to using biorenewable feedstocks. We illustrate this potential by discussing the prospect of building a platform technology based upon a concept of combinatorial biosynthesis, which would explore the enzymological flexibilities of polyketide biosynthesis.     

Development and use of probability models: The industry perspective

Summary In the processed meat industry, food safety and microbiological shelf life issues lend themselves to the use of probability modeling. Our research concentrated on predicting the effectiveness of sodium lactate as an antibotulinal agent in vacuum packaged, uncured and cured turkey breast model systems. In uncured turkey breast containing 1.4% NaCl, 0.3% Na phosphate, and 0–3% Na lactate, the antibotulinal effect of sodium lactate can be predicted using the following model: Days to toxicity = 3.13+0.39(Na lactate)². Using cured turkey breast with 0.3% Na phosphate, 0.2% sucrose, 0–3% Na lactate, the time to toxicity can be predicted from the following model: Days to toxicity = 1.69+4.88(NaCl)–11.16(Na lactate)+7.23(Na lactate)². Probability models have also been developed to predict the refrigerated shelf life of specific processed meat products. The usefulness of the predictive modeling for food safety and quality in the food industry will also be discussed.This paper was presented at The International Conference on the Application of Predictive Microbiology and Computer Modeling Techniques to the Food Industry, April 12–15 1992, Hyatt Regency Hotel, Tampa, FL, USA.